CN209540848U - 一种膜式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膜式蒸汽发生器，主要由给水管道、膜式蒸汽发生管、出汽管道、回水管道组成，给水管道包括给水总管和给水支管，出汽管道包括出汽总管和出汽支管，回水管道包括回水总管和回水支管；膜式蒸汽发生管竖立设置，上端承接给水总管和或给水支管，下端接通回水总管和或回水支管，在膜式蒸汽发生管的底部管壁上开设蒸汽出口，蒸汽出口连接出汽支管，膜式蒸汽发生管受热，液膜升温汽化成饱和蒸汽，蒸汽随液膜一起流动，未汽化的给水作为回水排入回水支管或回水总管内，蒸汽经由蒸汽出口进入出汽支管再汇入出汽总管；回水总管的回水得到补充后实现循环给水。兼顾了汽包式锅炉和直流式锅炉的优点，同时又避免了它们的缺点，具有推广价值。

Description

一种膜式蒸汽发生器

技术领域

本实用新型属于蒸汽发生设备技术领域，具体涉及一种膜式蒸汽发生器。

背景技术

能源在国民经济生活中具有重要地位，各行各业都离不开能源。工业用水蒸汽(一下简称为蒸汽)是一种主要的能源载体(热能、势能、动能)；蒸汽生产的设备主要是工业锅炉，由工业锅炉将煤炭、燃气、燃油或生物质等各种燃料由化学能转化为热能、势能(动能)，为生产设备、设施和生活设施等提供热能；电厂由锅炉为蒸汽轮机提供势能热能，转化为发电机组的动能发电。所以，作为生产蒸汽的工业锅炉在工业生产中具有重要作用。

现有的工业锅炉以给水受热汽化方式分主要有锅筒式锅炉、自然(或强制) 循环式锅炉、直流式(水平型、垂直型、水平垂直混合型三种形式)锅炉，如附图1至3和附图4至6中所示的五种情况。锅筒式锅炉和自然(或强制)循环式锅炉都带有水汽分离的锅筒，所以统称为汽包式锅炉；汽包式锅炉由于汽包的大直径大长度，要做到高温高压下安全可靠运行就必须加大筒体壁厚，设备造价成本高；锅炉运行时，系统必须保持一定的水量；以一台生产10t/h蒸汽的汽包式锅炉为例，其上下汽包及受热列管总容积为12m³，正常运行时上汽包内液位维持在40～80％，系统持液量约10～11t水，每次停车后冷炉启动到正常供给蒸汽，需要消耗1～2小时先把这10～11t水加热至饱和点在需求蒸汽压力以上，才能正常供汽；停炉则需要18～24小时冷却降压。自然(或强制)循环式锅炉结构复杂，为避免锅炉给水中带入的盐类在联箱内浓缩富集，需要设置多处排放点定期排污。汽包式锅炉在供汽负荷变化时，需要对整体给水进行调节，升降负荷需要一个缓慢的过程。直流锅炉没有汽包，系统持液量仅为汽包式锅炉的1/2～1/4，只需要吸收较少的热量就可以使给水达到供汽压力下的沸点；冷炉点火约40～ 45分钟即可供给额定温度和压力的蒸汽；停炉需要约25分钟。直流锅炉没有循环功能，给水从进入系统到蒸汽出系统一次性通过，在受热管中完成加热、汽化、过热过程，这就要求加热列管需做到足够长度才能实现；需要设置专门的系统，以便在启动锅炉时有足够的给水通过受热管，饱和受热管不会因过热烧坏；直流锅炉在受热管加热流程固定的情况下，若燃料和给水比例失调，直流锅炉就不能保证供给合格蒸汽；因此，直流锅炉对自动调节和控制系统要求较高；由于是一次性通过，直流锅炉不能进行排污，给水中的盐分会在受热管内壁结垢，影响锅炉的经济、安全运行，因此，直流锅炉给水要求高，水处理投资和运行费用较高；由于直流锅炉受热管内是一次性通过，工质(工业软水)完全依靠给水泵的压力流经所有受热面，并且具有较大的质量流量；所以，给水泵出口压力要很较高，消耗功率大。

综合以上所述，现有的工业锅炉有以下不足：

1、汽包式锅炉由于汽包沉重，特种金属用量大；汽包笨重，制造、安装、运输不便；

2、汽包式锅炉系统持液量巨大，开停车时间长；

3、汽包式锅炉升降负荷反应缓慢，开停车能源浪费大；

4、汽包式锅炉结构复杂，系统循环有死角，需要设置多处排放点排污；

5、汽包式锅炉开停车能源浪费大；

6、直流锅炉受热管流程长；

7、直流锅炉需要设置专门系统处理开车时受热管烧管问题；

8、直流锅炉对自动调节和控制系统要求较高；

9、直流锅炉对水处理投资和运行费用高；

10、直流锅炉给水泵功耗大。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有工业锅炉设备笨重、造价成本高、开停车时间长、开停车能源浪费大、负荷反应缓慢、结构复杂、受热管流程长、自动调节和控制系统要求高、水处理投资和运行费用高、给水泵功耗大等不足，提供一种兼有汽包式锅炉和直流锅炉优点的一种膜式蒸汽发生器，具有轻型、特种金属用量少、开停车时间短、对负荷反应迅速、结构简单、开停车能源浪费小、受热管流程不长、对自动调节和控制系统要求一般、给水要求和费用一般、给水泵功耗一般等主要运行特点。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种膜式蒸汽发生器，主要由给水管道、膜式蒸汽发生管、出汽管道、回水管道组成，所述给水管道包括给水总管和给水支管，给水从给水总管进口端流至给水支管末端；所述出汽管道包括出汽总管和出汽支管，出汽支管连通出汽总管，所述回水管道包括回水总管和回水支管；所述膜式蒸汽发生管竖立设置，上端承接给水总管和或给水支管，下端接通回水总管和或回水支管，在膜式蒸汽发生管的底部管壁上开设有蒸汽出口，所述蒸汽出口连接出汽支管，给水由给水总管或给水支管分配到膜式蒸汽发生管，给水在膜式蒸汽发生管内壁呈液膜沿管壁流动，膜式蒸汽发生管受热，液膜升温直接汽化成饱和蒸汽，蒸汽随液膜一起向下流动，未汽化的给水作为回水排入回水支管或回水总管内，蒸汽经由蒸汽出口进入出汽支管再汇入出汽总管；所述回水总管外接水循环罐，经补水后重新输入给水管道实现循环。

上述给水循环罐外接补充水管道，回水与补充水(工业软水)在给水循环罐内混合，由给水泵以恒定的流量和压力输送至给水总管，如此循环。

优选地，在回水管路上设有排污口，可根据回水水质的具体情况实施排污，在蒸发过程中，给水中杂质含量会逐渐升高，基于液膜是不断更新，不断流动的，杂质不易在管壁内形成盐霜，但回水相比给水，其盐度或者杂质含量要更高，因此，视具体实际作业情况，对回水有规律地进行净化排污就十分必要。

优选地，给水压力与出汽总管输出的饱和蒸汽压差是恒定的，压差控制范围在0.1～0.4MPa，给水质量流量控制为额定蒸发量的2～5倍；给水与饱和蒸汽压差优选控制在0.2～0.3MPa。所以，给水泵的功耗平稳，不大，加上补水泵功耗，总功耗仅比汽包式锅炉多出约10～25％，而同等蒸发规模的直流锅炉给水泵功耗约为汽包式锅炉的5～8倍。

根据膜式蒸汽发生管在系统中各点所处的不同压力和该管所处热能分布密集度不同，设置不同形式和不同规格的膜式蒸汽发生管；由于给水泵提供的流量和压力是恒定的，蒸汽发生器各点的膜式蒸汽发生管内液膜分布也是稳定的。由于膜式蒸汽发生器给水是过量的，所以，受热管内壁液膜稳定，不会发生破裂或断流，不存在传热恶化现象，负荷的任意变动不会影响系统安全运行，所以，蒸汽发生器系统不需要直流锅炉系统那样精确严格的控制系统。

本申请的膜式蒸汽发生器仅由给水管道、膜式蒸汽发生管道、出汽管道、回水管道组成，没有笨重的汽包，在煤粉燃烧器、燃气燃油燃烧器供热的蒸汽发生器系统中，可采用轻型构架，将整个蒸汽发生器系统轻量化设置；由于没有厚壁汽包和汽包内储水，在开停过程中，蒸汽发生器各部分加热和冷却都更容易达到均匀；在冷态开车情况下，燃料正常燃烧供热后，蒸汽发生器仅需2～5分钟即可正常提供合格温度和压力的蒸汽；由于蒸汽发生器系统中给水是循环加热的，所以，蒸汽发生管不需要象直流锅炉那样需要足够长的加热、汽化过程而设置很长的加热管。膜式蒸汽发生管内给水以0.1～0.3mm厚的膜态分布，所以，整个蒸汽发生器内持液量非常少；以10t/h蒸发量的膜式蒸汽发生器为例，整个蒸汽发生器内持液量约0.2～0.3m³，蒸汽发生管内持液量约0.03～0.06m³，而10t/h汽包式锅炉总持液量为10.2～11.2m³，列管持液量约5.7m3，膜式蒸汽发生器综合持液量仅为汽包式锅炉的1/100～1/200，系统开停车过程中热能损失很少。由于膜式蒸汽发生管的加热目标水量极少，汽化能力大，蒸汽发生器内热能供给与软水汽化之间平衡迅速，蒸汽发生器对外部负荷变化应变反应快；将发生器的输出蒸汽压力与燃料给料燃烧控制联锁，可以根据输出压力变化即时控制燃料供给，即可达到实现燃料—负荷之间的线性控制，在外部负荷变动较大和频繁变动的情况下能做到平稳供汽。

进一步地，本申请膜式蒸发发生器的给水是由给水总管进到蒸汽回水总管出，是一个单向过程，没有死角，整个水流顺畅流通；浓缩后的回水可以在出汽回水总管后端的回水管路上进行排污，不需要另设多个排污点；由于具有排污功能，膜式蒸汽发生器的给水可以执行汽包式锅炉给水标准，不需要高要求的水处理设施投资和运行费用。膜式蒸汽发生器系统开车只要求给水循环和热能供给即可，相对简单，不需要另设开车处理系统。对辅助设备要求低。

膜式蒸汽发生管由顶部给水分配布膜段，中部膜式蒸发段和下部汽液分离段组成。

顶部给水分配布膜段包括布膜器，由所述布膜器控制给水进料方向和进料量使直接沿壁成膜，或者组合均膜器再分配均匀布膜，使液膜在初始流速和重力作用下沿壁接触受热面以均匀的水膜状流下。

中部膜式蒸发段，受热管在管外热源以辐射和对流传导方式提供热能，液膜不断交替流动，使得液膜整体均匀受热，给水吸收热能后由液相蒸发汽化，汽化的汽相蒸汽直接扩散到受热管中心空间，无需克服液相水膜的阻力。

下部汽液分离段由汽相出口和液相出口组成，汽相出口在液相出口的上部，且开口朝向不同；水蒸气与未汽化的水向不同方向引导，形成蒸汽流和液流通道。避免汽液混合相互影响，以利于在有限空间内蒸汽和水快速分离和流通。此下部汽液分离段可以有效分离汽、液两相不同流体，由膜式蒸汽发生管直接输出水蒸汽和回水。而且在可以有效分离汽液两相流情况下，液相出口可以简化。

本申请的布膜器主要有几种形式：板孔式布膜器、壁孔式布膜器、板环式布膜器和螺旋式布膜器、喷嘴式布膜器。

板孔式布膜器是在顶端封板上沿受热管切线方向向下分布2～20个进水孔，进水孔为圆形、方形或长方形，其截面积与Φ0.5～5mm的圆孔相当，进水口的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定。

壁孔式布膜器是在顶端封板下面，在受热管上沿受热管切线方向向下分布 2～20个进水孔；进水孔可以是圆形、方形或长方形，其截面积与的圆孔相当，进水孔的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定。

板环式布膜器是在顶端封板上向受热管管壁方向设置一圈环式进水口，根据该受热管的蒸发负荷设定下端出口环缝隙在0.02～0.5mm。

螺旋式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置对应规格的螺旋式喷淋器，将顶部进水以伞状扇面喷射到受热管内壁面。

喷嘴式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置一个对应规格的喷嘴，将顶部进水均匀喷射到受热管内壁面。

对于通常的作业状态，以上几种布膜器喷射到壁面的水的布膜效果已达到应用目的；也可以在以上几种，所述布膜器下端增加设置均膜环，将可能因高速飞溅到壁面外的液滴导引向壁面，使得给水以环状液膜沿壁下流。

进一步地，膜式蒸汽发生管的规格为DN20～DN200的锅炉专用钢管，长径比l/d在50～200之间；顶部给水分配布膜段和下部汽液分离段所占长度比例为整体长度的1～2％，布膜器内及以上部位充满水，布膜器以下列管内壁全部为液膜覆盖，液膜厚度在0.05～1mm之间，普遍情况下液膜厚度平均在0.1～0.2mm 之间。

本申请的膜式蒸汽发生管具有蒸发面积大、传热系数大、传热效率稳定(不会发生传热恶化现象)，受热管壁温相对恒定且低(见专利：一种膜式蒸汽发生管)，对于生产同样规格和产量的蒸汽，膜式蒸汽发生器系统内对燃烧器供热温度要求比现有的锅炉低，现有锅炉由于传热的恶化现象导致整体传热效率不高，并且蒸发面积小，只能通过提高温度来拟补传热效率和蒸发面积的不足；现有锅炉的炉膛温度正常控制在900～1100℃，有时高达1200～1300℃，可见火焰的燃烧温度会很高；膜式蒸汽发生器的燃腔温度仅为500～800℃，火焰温度相对低得多，低温燃烧能够有效抑制燃气中NO_X的产生；并且低温燃烧减少燃料灰渣挥发，从而减少受热管表面积渣，避免燃气与受热管之间传热恶化。

本申请采用的膜式蒸汽发生管具有独立性，可以根据需要自由组合，使得蒸汽发生器可以适应不同种类的供热条件，可用层燃式煤炭或生物质链条炉供热，也可用于煤粉、燃气、燃油燃烧器供热。

综合以上，将本实用新型的膜式蒸汽发生器与汽包式锅炉和直流式锅炉按生产同规格同规模的蒸汽或折合成同规格同规模的蒸汽进行对比，对比如下：

本申请的膜式蒸汽发生器兼顾了汽包式锅炉和直流式锅炉的优点，同时又避免了它们的缺点，具有推广价值。

附图说明

图1为锅筒式锅炉蒸汽发生结构；

图1：1加热管、2燃烧室

图2为自然(强制)循环锅炉；

图2：1锅筒、2下降受热管、3联箱、4上升受热管

图3为水平围绕管圈式直流锅炉；

图3：1燃烧室、2水平受热管

图4为回带管圈式直流锅炉；

图5为回带管圈式直流锅炉的另一种结构；

图4-5：1水平受热管、2垂直受热管、3联箱

图6为垂直管屏式直流锅炉；

图6：1垂直受热管、2、联箱

图7为饱和水在水平加热面上沸腾的典型曲线；

图8为第一类传热恶化的结构示意图；

图9为第二类传热恶化的结构示意图；

图10为本申请膜式蒸发的结构示意图；

图11为本申请实施例中蒸汽发生管(单出汽口型)的剖视图；

图12为本申请实施例中蒸汽发生管(单出汽口型)的侧视图；

图13为本申请实施例中蒸汽发生管(双出汽口型)的剖视图；

图14为本申请实施例中蒸汽发生管(双出汽口型)的侧视图；

图15为本申请实施例中板孔式布膜器(不带均膜环)的竖向剖视图；

图16为本申请实施例中板孔式布膜器(不带均膜环)的横向剖视图；

图17为本申请实施例中板孔式布膜器(带均膜环)的竖向剖视图；

图18为本申请实施例中板孔式布膜器(带均膜环)的横向剖视图；

图15-18：1管壁、2分布板、3进水孔、4均膜环

图19为本申请实施例中壁孔式布膜器(不带均膜环)的竖向剖视图；

图20为本申请实施例中壁孔式布膜器(不带均膜环)的横向剖视图；

图21为本申请实施例中壁孔式布膜器(带均膜环)的竖向剖视图；

图22为本申请实施例中壁孔式布膜器(带均膜环)的横向剖视图；

图19-22：1管壁、2封板、3进水孔、4均膜环

图23为本申请实施例中板环式布膜器(不带均膜环)的竖向剖视图；

图24为本申请实施例中板环式布膜器(不带均膜环)的横向剖视图；

图25为本申请实施例中板环式布膜器(带均膜环)的竖向剖视图；

图26为本申请实施例中板环式布膜器(带均膜环)的横向剖视图；

图23-26：1管壁、2分布板、3进水环、4均膜环

图27为本申请实施例中螺旋式布膜器(不带均膜环)的竖向剖视图；

图28为本申请实施例中螺旋式布膜器(不带均膜环)的横向剖视图；

图29为本申请实施例中螺旋式布膜器(带均膜环)的竖向剖视图；

图30为本申请实施例中螺旋式布膜器(带均膜环)的横向剖视图；

图27-30：1管壁、2分布板、3进水孔、4均膜环、5喷淋头、6筋板、7平衡孔

图31为本申请实施例中喷嘴式布膜器(不带均膜环)的竖向剖视图；

图32为本申请实施例中喷嘴式布膜器(不带均膜环)的横向剖视图；

图33为本申请实施例中喷嘴式布膜器(带均膜环)的竖向剖视图；

图34为本申请实施例中喷嘴式布膜器(带均膜环)的横向剖视图；

图31-34：1管壁、2分布板、3进水孔、4均膜环、5喷淋头、6筋板、7平衡孔

图35为：本申请膜式蒸汽发生器的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图35所示，本实施例中的膜式蒸汽发生器，主要由给水管道、膜式蒸汽发生管9、出汽管道、回水管道组成，给水管道包括给水总管8和给水支管8’，给水从给水总管8进口端流至给水支管8’末端，保持一个方向流动，没有死角。出汽管道包括出汽总管10和出汽支管10’，回水管道包括回水总管11和回水支管11’。

膜式蒸汽发生管9竖立设置，上端承接给水总管8和或给水支8’，下端接通回水总管11和回水支管11’，下端分别接通回水管道(回水总管11和或回水支管11’)和出汽支管10’，所述出汽支管再连接出汽总管。给水由给水总管8 或给水支管8’分配到膜式蒸汽发生管9，给水在膜式蒸汽发生管9内壁呈液膜沿管壁流动，膜式蒸汽发生管受热，液膜升温直接汽化成饱和蒸汽，蒸汽随液膜一起向下流动，未汽化的给水作为回水排入回水支管11’或回水总管11内，蒸汽经由汽相出口a进入出汽支管10’再汇入出汽总管10，由蒸汽总管10向外输送蒸汽。

回水总管11连接水循环罐12，给水循环罐12外接补充水管道，回水与补充水(工业软水)在给水循环罐12内混合，由给水泵13以恒定的流量和压力输送至给水总管，如此循环。在回水管路上设有排污口，可根据回水水质的具体情况实施排污。

给水压力与出汽回水总管输出的饱和蒸汽压差是恒定的，压差控制范围在 0.1～0.4MPa，给水质量流量控制为额定蒸发量的2～5倍；给水与饱和蒸汽压差优选控制在0.2～0.3MPa。所以，给水泵的功耗平稳，不大，加上补水泵功耗，总功耗仅比汽包式锅炉多出约10～25％，而同等蒸发规模的直流锅炉给水泵功耗约为汽包式锅炉的5～8倍。

如图11至14所示，本实施例中的膜式蒸汽发生管，其由顶部给水分配布膜段I，中部膜式蒸发段II和下部汽液分离段III组成。

顶部给水分配布膜段I包括布膜器1，由布膜器1控制给水进料方向和进料量使直接沿壁成膜，使液膜在初始流速和重力作用下沿壁接触受热面以均匀的水膜状流下。

中部膜式蒸发段II，受热管在管外热源以辐射和对流传导方式提供热能，管内壁的液膜不断交替流动，使得液膜整体均匀受热，给水吸收热能后由液相蒸发汽化，汽化的蒸汽直接扩散到受热管中心空间，无需克服液相水膜的阻力，蒸汽随液膜一起演管道运行。

下部汽液分离段III由汽相出口a和液相出口b组成，汽相出口和液相出口可以设置不止一个，两个或两个以上。汽相出口a在液相出口b的上部，且开口朝向不同；水蒸气与未汽化的水向不同方向引导，形成蒸汽流和液流通道，分离的蒸汽流经由汽相出口a进入出汽支管10’再汇入出汽总管10排出，液流经由液相出口b流入回水支管11’或回水总管11，实现回收，经补水后循环使用。

顶部给水分配布膜段设置的布膜器主要有几种形式：板孔式布膜器、壁孔式布膜器、板环式布膜器和螺旋式布膜器。

如图15至18所示，板孔式布膜器是在顶端封板上沿受热管切线方向向下分布2～20个进水孔，进水孔为圆形、方形或长方形或其他形状，截面积与Φ0.5～ 5mm的圆孔相当，进水口的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定。本实施例中板孔式布膜器膜式蒸汽发生管，蒸汽发生管规格进水孔口径进水孔数量n＝7，蒸汽发生管总长l＝15m。

如图19至22所示，壁孔式布膜器是在顶端封板下面，在受热管上沿受热管切线方向向下分布2～20个进水孔；进水孔可以是圆形、方形或长方形或其他形状，截面积与Φ0.5～5mm的圆孔相当，进水孔的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定。壁孔式布膜器膜式蒸汽发生管，蒸汽发生管规格进水孔口径进水孔数量n＝3，蒸汽发生管总长l＝3m。

如图23至26所示，板环式布膜器是在顶端封板上向受热管管壁方向设置一圈环式进水口，根据该受热管的蒸发负荷设定下端出口环缝隙在0.02～0.5mm。本实施例中，板环式布膜器膜式蒸汽发生管，蒸汽发生管规格环缝宽0.04mm，环缝直径蒸汽发生管总长l＝16m。

如图27至30所示，螺旋式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个Φ0.5～10mm的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置对应规格的螺旋式喷淋器，将顶部进水以伞状扇面喷射到受热管内壁面。本实施例中，螺旋式布膜器膜式蒸汽发生管，蒸汽发生管规格进水孔口径蒸汽发生管总长 l＝2.8m，蒸汽发生管首尾设置管螺纹。

布膜器1下端增加设置均膜环(均膜器)，将可能因高速飞溅到壁面外的液滴导引向壁面，使得给水以环状液膜沿壁下流。

如图31-34所示，喷嘴式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个Φ0.5～10mm的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置对应规格的喷嘴5，将顶部进水以伞状扇面喷射到受热管内壁面。本实施例中，螺旋式布膜器膜式蒸汽发生管，蒸汽发生管规格进水孔口径蒸汽发生管总长l＝2.8m，蒸汽发生管首尾设置管螺纹。

布膜器1下端增加设置均膜环4(均膜器)，将可能因高速飞溅到壁面外的液滴导引向壁面，使得给水以环状液膜沿壁下流。

在膜式蒸汽发生管内，如附图10所示，给水以极薄的水膜、流动的状态进行蒸发传热，将传热系数发挥到极大值，达到30000～40000W/m²·℃。蒸发列管内液相汽化表面面积发挥到极大值，是横向截面积的50～500倍。对比于汽包式和直流式锅炉受热列管内水的汽化形式，同样的面积受热列管，同样的汽液相温度差情况下，汽化能力约是他们的250～2500倍；膜式蒸汽发生管内给水以液膜状态直接汽化至管中汽相，没有沸腾状态的汽化，给水与管壁不会发生如附图7 所示的温差上升传热速率下降和附图8所示第一类传热恶化现象。并且，膜式蒸发的传热系数不受汽相压力变化的影响，管内液体的蒸发温度仅比与其接触的饱和蒸汽温度高0.5～2℃；在膜式蒸汽发生管中，工业软水不断从顶部喷淋供给，液膜流量远大于管内蒸发量，所以，膜式蒸汽发生管内不会有液膜破损、断流现象；受热管内壁由液膜保护着，始终维持高且稳定的传热速率汽化，不会发生传热恶化现象。

本申请在生产实例

1、生产蒸汽10t/h、蒸汽压力1.25MPa膜式蒸汽发生器，层燃式链条炉供热，其结构如附图31、32所示；给水泵流量20t/h、进出口压差0.2MPa，给水总管规格给水支管规格出汽回水总管规格出汽回水支管规格管径l＝2.8m膜式蒸汽发生管140根，管径 l＝2.5m膜式蒸汽发生管759根，总换热面积330m²。

2、生产蒸汽20t/h、蒸汽压力1.25MPa膜式蒸汽发生器，煤粉燃烧器供热，其结构如附图33所示；给水泵流量40t/h、进出口压差0.3MPa，给水总管规格给水支管规格出汽回水总管规格出汽回水支管规格管径l＝15m膜式蒸汽发生管200根，管径 l＝3m膜式蒸汽发生管1155根，总换热面积1140m²。

3、生产蒸汽5t/h、蒸汽压力1.25MPa膜式蒸汽发生器，燃油燃气燃烧器供热，其结构如附图34所示；给水泵流量10t/h、进出口压差0.2MPa，给水总管规格给水支管规格出汽回水总管规格出汽回水支管规格管径l＝2.1m膜式蒸汽发生管150根，管径l＝1.8m 膜式蒸汽发生管420根，总换热面积155m²。

生产蒸汽10t/h、蒸汽压力1.25MPa膜式蒸汽发生器，燃气燃烧器供热，给水泵流量10t/h、进出口压差0.2MPa，给水总管规格给水支管规格 出汽回水总管规格出汽回水支管规格管径 l＝2.1m膜式蒸汽发生管150根，管径l＝1.8m膜式蒸汽发生管420根，总换热面积155m²。

本专利所述的一种膜式蒸汽发生器，仅对其系统其中发生蒸汽部位的原理、过程和特性进行进行阐述，不影响本实用新型创意的完整表达和将其特性与现行的锅炉中相对应功能部分进行对比；对发生器系统中其它部分如整体架构、燃料系统、燃烧形式、送风系统、尾气处理等，同于现行锅炉中相对应的公知的结构、系统，这里不再赘述。

本专利所示蒸汽发生器结构，仅为阐述其原理、过程和特性的示意，实际生产制造不仅限于此。

Claims (8)

1.一种膜式蒸汽发生器，其特征在于：主要由给水管道、膜式蒸汽发生管、出汽管道、回水管道组成，

所述给水管道包括给水总管和给水支管，给水从给水总管进口端流至给水支管末端；所述出汽管道包括出汽总管和出汽支管，出汽支管连通出汽总管，所述回水管道包括回水总管和回水支管；所述膜式蒸汽发生管竖立设置，上端承接给水总管或给水支管，下端分别接通回水管道和出汽管道的出汽支管，所述出汽支管再连接出汽总管，给水由给水总管或给水支管分配到膜式蒸汽发生管，给水在膜式蒸汽发生管内壁呈液膜沿管壁流动，膜式蒸汽发生管受热，液膜升温直接汽化成饱和蒸汽，蒸汽随液膜一起向下流动，未汽化的给水作为回水排入回水支管或回水总管内，蒸汽与回水分离后进入出汽支管再汇入出汽总管；

所述回水总管外接水循环罐，经补水后重新输入给水管道实现循环。

2.根据权利要求1所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述膜式蒸汽发生管由顶部给水分配布膜段，中部膜式蒸发段和下部汽液分离段组成，

所述顶部给水分配布膜段包括布膜器，由所述布膜器控制给水进料方向和进料量使直接沿壁成膜，或者组合均膜器再分配均匀布膜，使液膜在初始流速和重力作用下沿壁接触受热面以均匀的水膜状流下；

管外热源以辐射和对流传导方式为所述中部膜式蒸发段的受热管提供热能，液膜不断交替流动，使得液膜整体均匀受热，给水吸收热能后由液相蒸发汽化，汽化的汽相蒸汽直接扩散到受热管中心空间；

所述下部汽液分离段由汽相出口和液相出口组成，汽相出口在液相出口的上部，且开口朝向不同；水蒸气与未汽化的水向不同方向引导，形成蒸汽流和液流通道。

3.根据权利要求2所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述布膜器主要有几种形式：板孔式布膜器、壁孔式布膜器、板环式布膜器和螺旋式布膜器以及喷嘴式布膜器；板孔式布膜器是在顶端封板上沿受热管切线方向向下分布2～20个进水孔，进水孔为圆形、方形或长方形，其截面积与Φ0.5～5mm的圆孔相当，进水口的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定；

壁孔式布膜器是在顶端封板下面，在受热管上沿受热管切线方向向下分布2～20个进水孔；进水孔是圆形、方形或长方形，其截面积与的圆孔相当，进水孔的数量和规格根据该受热管的蒸发任务设定；

板环式布膜器是在顶端封板上向受热管管壁方向设置一圈环式进水口，根据该受热管的蒸发负荷设定下端出口环缝隙在0.02～0.5mm；

螺旋式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置对应规格的螺旋式喷淋器，将顶部进水以伞状扇面喷射到受热管内壁面；

喷嘴式布膜器是在顶端封板上根据该受热管蒸发负荷设定一个的圆孔进水孔，在该圆孔下端设置一个对应规格的喷嘴，将顶部进水均匀喷射到受热管内壁面。

4.根据权利要求2所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述膜式蒸汽发生管内壁水膜的厚度为0.1～0.3mm。

5.根据权利要求2所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述膜式蒸汽发生管的规格为DN20～DN200的锅炉专用钢管，长径比l/d在50～200之间；顶部给水分配布膜段和下部汽液分离段所占长度比例为整体长度的1～2％。

6.根据权利要求2所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述膜式蒸汽发生管与系统组合可以是焊接或螺纹连接结构。

7.根据权利要求1所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：所述给水循环罐外接补充水管道，回水与补充水在给水循环罐内混合，由给水泵输送至给水总管，如此循环。

8.根据权利要求1或7所述的膜式蒸汽发生器，其特征在于：在回水管路上设有排污口，根据回水水质的具体情况实施排污。